CN202866657U - 一种水平井钻具震动器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种水平井钻具震动器，由壳体、活塞头、碟簧、上台肩、静套、滑动轴、阀壳体、弹簧，中心管、滑动阀体、喷嘴、水眼、第二流道、阀塞、第一流道、固定阀座所组成。壳体与静套采用螺纹连接，滑动轴安装在壳体与静套形成的中心孔内，静套和滑动轴靠花键配合，固定阀座通过螺纹固定在阀壳体内部，阀塞与固定阀座配合；当本实用新型阀塞上端水压力达到限定值时，阀塞与固定阀座分离，中心管向下压缩弹簧，钻井液流经第一流道，接着流经第二流道。当泵流量变化时，阀塞上端水压力也变化，弹簧压缩量改变，阀塞与固定阀座距离变化，第一流道过流面积也变化，引起脉冲压力，使滑动轴的上台肩压缩碟簧幅度变化，从而引起震动。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种石油钻井水平井钻具，尤其是一种在定向井、水平井、大位移井钻进中用于提高水平段延伸钻进能力的水平井钻具震动器。
背景技术
目前，随着油田勘探开发进程的不断深入，定向井、水平井、大位移井所占的比例越来越大。长水平段钻井技术在国内外得到广泛应用，主要得益于其较好的投入产出比。在水平井与大位移井的钻井过程中，由于摩擦阻力大，使得钻井效率低、钻井周期长、钻井成本高，已成为制约水平井和大位移井发展的主要瓶颈。在现场实践中，由于管柱的摩阻扭矩太大，可能出现以下情况：机械钻速明显变低；钻具不能上起或发生断钻具事故；达不到井身轨迹的设计要求，目的层中靶率低。连续油管技术在水平井、大位移井、等作业中具有较大的优势，将成为油田增产、难动用储量开采和提高最终采收率的主导技术之一。全世界使用连续油管钻井7000余口，应用越来越广泛；随着连续油管在水平井段的长度增加，连续油管与井壁摩擦力增大，由于连续管尺寸小、柔度大，传递钻压能力 差，因此造成其钻水平段进尺有限，仅仅依靠地面注入头产生的水平驱动力往往不能使连续油管达到预期的深度，连续油管在水平井段下入难这一问题也成为制约其发展的主要因素之一。减少水平段中钻柱或连续油管的前行摩擦阻力，是确保水平井或大位移井延伸钻进长水平段的关键。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种水平井钻具震动器，克服现有技术的不足，提高水平井与大位移井的延伸钻进能力，该钻井震动器可以减少钻柱在水平段的摩擦阻力，提高水平段延伸钻进能力。
本实用新型目的是这样实现的：本实用新型由壳体、活塞头、下密封圈、碟簧、支撑端面、垫块、上台肩、静套、滑动空腔、上密封圈、滑动轴、壳体公螺纹、阀壳体、挡圈、弹簧，中心管、滑动阀体、喷嘴、水眼、第二流道、阀塞、第一流道、固定阀座所组成。壳体与静套靠螺纹连接，滑动轴安装在壳体与静套形成的中心孔内，静套和滑动轴靠花键配合，固定阀座通过螺纹固定在阀壳体内部，阀塞与固定阀座配合；当阀塞上端水压力达到限定值时，阀塞与固定阀座分离，中心管向下压缩弹簧，钻井液流经第一流道，接着流经第二流道，通过水眼流入阀塞与滑动阀体形成的容腔内， 钻井液流经喷嘴产生压降，弹簧被压缩，阀塞与固定阀座分离；当泵流量变化时，阀塞上端水压力也变化，弹簧压缩量改变，阀塞与固定阀座距离变化，第一流道过流面积也变化，引起脉冲压力，使滑动轴的上台肩压缩碟簧幅度变化，从而引起震动。
滑动轴上有上台肩，活塞头通过螺纹与滑动轴连接，垫块安置在壳体内孔的台肩上，垫块上有下台肩，碟簧由下台肩和上台肩定位。下密封圈安置在活塞头和壳体之间，上密封圈安置在滑动轴和静套之间，装置震动幅度由两个支撑端面的相对距离决定，两个支撑端面之间有滑动空腔。阀塞通过螺纹与阀壳体内部的中心管连接，阀塞上有2～4个水眼。中心管内安装有滑动阀体，中心管与阀壳体之间的环空间隙内安装有弹簧，弹簧下端靠挡圈定位。
震荡部件的静套和滑动轴靠花键配合，并靠花键传递扭矩。震荡部件和阀部件靠壳体公螺纹和壳体母螺纹连接，固定阀座内部有第一流道，阀塞与固定阀座配合面为锥形。阀壳体与阀塞形成第二流道，且第二流道的过流面积大于第一流道的过流面积。
本实用新型具有的有益效果是：该实用新型轴向震动能力强、结构简单，能够提高定向井、水平井和大位移井水平段的延伸钻进能力；如果将工具安放在近钻头附近，工具的轴向震荡可以降低钻 头的轴向振动强度，提高钻头与岩石的均匀接触时间，从而提高机械钻速；轴向震荡可以有效破坏水平段已形成的岩屑床，并能预防卡钻；可以提高井深轨迹控制精度，同时提高轨迹的平滑性，有效的减少钻井工具面不稳定造成的钻井台阶。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图中：1为壳体、2为活塞头、3为密封圈、4为碟簧、5为支撑端面、6为垫块、7为上台肩、8为静套、9为滑动空腔、10为上密封圈、11为滑动轴、12为壳体公螺纹、13为阀壳体、14为挡圈、15为弹簧、16为中心管、17为滑动阀体、18为喷嘴、19为水眼、20为第二流道、21为阀塞、22为第一流道、23为固定阀座、24为壳体母螺纹、25为下台肩。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步说明，如图1所示；本实用新型结构是由震荡部件和阀部件组成；震荡部件主要由壳体(1)、活塞头(2)、下密封圈(3)、碟簧(4)、支撑端面(5)、垫块(6)、上台肩(7)、静套(8)、滑动空腔(9)、上密封圈(10)、滑动轴(11)、壳体公螺纹(12)和下台肩(25)组成。阀部件主要 由阀壳体(13)、挡圈(14)、弹簧(15)、中心管(16)、滑动阀体(17)、喷嘴(18)、水眼(19)、第二流道(20)、阀塞(21)、第一流道(22)、固定阀座(23)和壳体母螺纹(24)组成。振荡部件的壳体(1)与静套(8)靠螺纹连接，滑动轴(11)安装在壳体(1)与静套(8)形成的中心孔内，滑动轴(11)上有上台肩(7)，活塞头(2)通过螺纹与滑动轴(11)连接，垫块(6)安置在壳体(1)内孔的台肩上，垫块(6)上有下台肩(25)，碟簧(4)由下台肩(25)和上台肩(7)定位，下密封圈(3)安置在活塞头(2)和壳体(1)之间，上密封圈(10)安置在滑动轴(11)和静套(8)之间，装置震动幅度由两个支撑端面(5)的相对距离决定，两个支撑端面(5)之间有滑动空腔(9)；阀部件的固定阀座(23)通过螺纹固定在阀壳体(13)内部，阀塞(21)与固定阀座(23)配合，阀塞(21)上有2～4个水眼(19)，阀塞(21)通过螺纹与阀壳体(13)内部的中心管(16)连接，中心管(16)内安装有滑动阀体(17)，中心管(16)与阀壳体(13)之间的环空间隙内安装有弹簧(15)，弹簧(15)下端靠挡圈(14)定位；震荡部件和阀部件靠壳体公螺纹(12)和壳体母螺纹(24)连接。
震荡部件的静套(8)和滑动轴(11)靠花键配合，并靠花键传 递扭矩。固定阀座(23)内部有第一流道(22)，阀塞(21)与固定阀座(23)配合面为锥形，可以有效减小冲蚀；阀壳体(13)与阀塞(21)形成第二流道(20)，且第二流道(20)过流面积大于第一流道(22)的过流面积，以便于第二次压降的产生。
当本实用新型的阀塞(21)上端水压力达到限定值时，阀塞(21)与固定阀座(23)分离，中心管(16)向下压缩弹簧(15)，钻井液流经第一流道(22)，产生压降，接着流经第二流道(20)，通过水眼(19)流入阀塞(21)与滑动阀体(17)形成的容腔内，然后钻井液流经喷嘴(18)，又产生压降，弹簧(15)进一步被压缩，阀塞(21)与固定阀座(23)保持分离；现场常用泥浆泵为往复式多缸泵，泵输出排量随时间波动，当泵流量变化时，阀塞(21)上端水压力也变化，弹簧(15)压缩量改变，阀塞(21)与固定阀座(23)距离变化，第一流道(22)过流面积也变化，产生的压力降也发生变化，引起脉冲压力，使滑动轴(11)的上台肩压缩碟簧(4)幅度变化，从而引起震动。本实用新型提高了定向井、水平井和大位移井水平段的延伸钻进能力；如果将震动器安放在近钻头附近，震动器的轴向震荡可以降低钻头的轴向震动强度，提高钻头与岩石的均匀接触时间，从而提高机械钻速；轴向震荡还可以 有效破坏水平段已形成的岩屑床，并能预防卡钻；本实用新型还可以提高井深轨迹控制精度，同时提高轨迹的平滑性，有效的减少钻井工具面不稳定造成的钻井台阶。
Claims (8)
1.一种水平井钻具震动器，由壳体(1)、活塞头(2)、下密封圈(3)、碟簧(4)、支撑端面(5)、垫块(6)、上台肩(7)、静套(8)、滑动空腔(9)、上密封圈(10)、滑动轴(11)、壳体公螺纹(12)、阀壳体(13)、挡圈(14)、弹簧(15)，中心管(16)、滑动阀体(17)、喷嘴(18)、水眼(19)、第二流道(20)、阀塞(21)、第一流道(22)、固定阀座(23)所组成，其特征在于壳体(1)与静套(8)靠螺纹连接，滑动轴(11)安装在壳体(1)与静套(8)形成的中心孔内，静套(8)和滑动轴(11)靠花键配合，固定阀座(23)通过螺纹固定在阀壳体(13)内部，阀塞(21)与固定阀座(23)配合。
2.根据权利要求1所述的一种水平井钻具震动器，其特征在于滑动轴(11)上有上台肩(7)，活塞头(2)通过螺纹与滑动轴(11)连接，垫块(6)安置在壳体(1)内孔的台肩上，垫块(6)上有下台肩(25)，碟簧(4)由下台肩(25)和上台肩(7)定位。
3.根据权利要求1所述的一种水平井钻具震动器，其特征在于下密封圈(3)安置在活塞头(2)和壳体(1)之间，上密封圈(10)安置在滑动轴(11)和静套(8)之间，装置震动幅度由两个支撑端面(5)的相对距离决定，两个支撑端面(5)之间有滑动空腔(9)。
4.根据权利要求1所述的一种水平井钻具震动器，其特征在于阀塞(21)通过螺纹与阀壳体(13)内部的中心管(16)连接，阀塞(21)上有2～4个水眼(19)。
5.根据权利要求1所述的一种水平井钻具震动器，其特征在于中心管(16)内安装有滑动阀体(17)，中心管(16)与阀壳体(13)之间的环空间隙内安装有弹簧(15)，弹簧(15)下端靠挡圈(14)定位。
6.根据权利要求1所述的一种水平井钻具震动器，其特征在于震荡部件和阀部件靠壳体公螺纹(12)和壳体母螺纹(24)连接。
7.根据权利要求1所述的一种水平井钻具震动器，其特征在于固定阀座(23)内部有第一流道(22)，阀塞(21)与固定阀座(23)配合面为锥形。
8.根据权利要求1所述的一种水平井钻具震动器，其特征在于阀壳体(13)与阀塞(21)形成第二流道(20)，且第二流道(20)的过流面积大于第一流道(22)的过流面积。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104499958A (zh) * | 2014-10-16 | 2015-04-08 | 中国石油大学(华东) | 多点激励钻柱减摩阻方法及装置 |
| CN111255377A (zh) * | 2019-12-09 | 2020-06-09 | 大庆石油管理局有限公司 | 碟簧式轴向振动提速工具 |
| CN113719267A (zh) * | 2021-09-15 | 2021-11-30 | 西南石油大学 | 机械式非线性控制的近钻头可变频增压震荡工具 |
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2012
- 2012-06-15 CN CN2012202989787U patent/CN202866657U/zh not_active Expired - Fee Related
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| CN111255377A (zh) * | 2019-12-09 | 2020-06-09 | 大庆石油管理局有限公司 | 碟簧式轴向振动提速工具 |
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